Last Update 2019/06/21
OPアンプ大全：第2巻
OPアンプによる信号処理の応用技術
A5判 264ページ
定価3,300円(税込)
JAN9784789836128
2005年2月1日発行
![[絶版2013.5.20] OPアンプによる信号処理の応用技術](36121l.jpg)
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■第1章(165K)
OPアンプ(演算増幅器)は，現在ではあらゆるアナログ信号処理の場面で利用されています．これほど一般化され，多種類にわたる製品が送り出されているアナログICは他に類を見ません．
本書は，OPアンプをはじめとする各種高精度アナログICのメーカとして著名な米国アナログ・デバイセズ社が発行した“Op Amp Applications”のChapter2〜4を翻訳したものです．本書では，特定用途向け増幅器(計装アンプ，プログラマブル・ゲイン・アンプ，アイソレーション・アンプ)，データ・コンバータ周辺回路(A-Dコンバータ入力の駆動，D-Aコンバータ出力のバッファリング)，センサ信号の処理(ブリッジ回路，ストレイン・ゲージ，ハイ・インピーダンス・センサ，温度センサ)におけるOPアンプの応用技術について解説しています．
同社アプリケーション・エンジニアによる詳細かつ正確な技術情報から，自信をもってOPアンプを使いこなすための実用技術が身につきます．
本書は，OPアンプをはじめとする各種高精度アナログICのメーカとして著名な米国アナログ・デバイセズ社が発行した“Op Amp Applications”のChapter2〜4を翻訳したものです．本書では，特定用途向け増幅器(計装アンプ，プログラマブル・ゲイン・アンプ，アイソレーション・アンプ)，データ・コンバータ周辺回路(A-Dコンバータ入力の駆動，D-Aコンバータ出力のバッファリング)，センサ信号の処理(ブリッジ回路，ストレイン・ゲージ，ハイ・インピーダンス・センサ，温度センサ)におけるOPアンプの応用技術について解説しています．
同社アプリケーション・エンジニアによる詳細かつ正確な技術情報から，自信をもってOPアンプを使いこなすための実用技術が身につきます．
■OPアンプ大全(全5巻)の構成と原著との対応
| OPアンプ大全 | 原著「Op Amp Applications」 章・タイトル |
|
| 第1巻 (既刊) |
第1部 OPアンプの歴史 | Chapter-H Op Amp History |
| 第2部 OPアンプの基礎 | Chapter-1 Op Amp Basics |
|
| 第2巻 (本書) |
第3部 特定用途向け増幅器 | Chapter-2 Specialty Amplifiers |
| 第4部 データ・コンバータ周辺のOPアンプ | Chapter-3 Using Op Amps with Data Converters |
|
| 第5部 センサ信号の処理 | Chapter-4 Sensor Signal Conditioning |
|
| 第3巻 (既刊) |
第6部 アナログ・フィルタ | Chapter-5 Analog Filters |
| 第4巻 (既刊) |
第7部 信号増幅器 | Chapter-6 Signal Amplifiers |
| 第5巻 (既刊) |
第8部 ハードウェアとトラブル対策 | Chapter-7 Hardware and Housekeeping Techniques |
目次
第3部 特定用途向け増幅器
第1章 計装アンプ
1-1 OPアンプと計装アンプの機能の違い
●計装アンプの定義
●減算器/差電圧アンプ
1-2 計装アンプの回路構成
●2個のOPアンプを使った計装アンプ
●2個のOPアンプを使用する単一電源動作の計装アンプAD627
●3個のOPアンプを使った計装アンプ
●単一電源で動作する精密な複合型計装アンプ
●AD623計装アンプ
1-3 計装アンプの直流誤差とノイズの原因
●直流誤差
●計装アンプのノイズ源
●計装アンプによるブリッジ・アンプの誤差分布の解析
●計装アンプの性能
●計装アンプの過大入力保護
1-4 計装アンプの応用
●計装アンプによるブリッジ・アンプ
●計装アンプとA-Dコンバータのインターフェース
●計装アンプで駆動する電流源
●計装アンプによる離れた負荷の駆動回路
COLUMN ロバート・デムロウによる「OPアンプからデータ・アンプへの技術革新」
第2章 プログラマブル・ゲイン・アンプ
2-1 PGAの設計上の問題
2-2 PGAの応用回路
●ソフトウェアにより設定可能なPGA…AD526
●ローノイズPGA
●D-AコンバータでプログラムするPGA
●差動入力のPGA
●オンチップPGAをもつA-Dコンバータ
第3章 アイソレーション・アンプ
3-1 アナログ・アイソレーションの技術
●3ポート・アイソレータAD210
●モータ制御用のアイソレーション・アンプ
●ポスト・フィルタの付加によるノイズの低減
●2ポート・アイソレータAD215
3-2 ディジタル・アイソレーションの技術
●高速ロジック・アイソレータAD260/261
第4部 データ・コンバータ周辺のOPアンプ
第1章 イントロダクション
1-1 データ・コンバータの動向
第2章 A-D/D-Aコンバータの特性仕様
2-1 A-D/D-Aコンバータの静的特性とDC誤差
2-2 データ・コンバータのノイズ
●データ・コンバータの量子化ノイズ
●A-Dコンバータの入力換算ノイズ
●OPアンプ出力ノイズの計算とA-Dコンバータ入力換算ノイズの比較
2-3 コンバータのダイナミック特性の測定と評価
●SINADとSNRとENOB
●アナログ・バンド幅
●高調波歪み，最大歪みスペクトラム，歪み率，総合歪み+ノイズ
●スプリアス・フリー・ダイナミック・レンジ
●2信号相互変調歪み
第3章 A-Dコンバータ入力の駆動
3-1 OPアンプに求められる主要な特性仕様
3-2 A-Dコンバータを駆動するOPアンプ回路技術
●高分解能ΣΔ型A-Dコンバータの駆動
●マルチプレクサに接続されるOPアンプについての考察
●スケーリング入力を備えた単電源動作のデータ収集用A-Dコンバータの駆動
●バッファ入力を備えたA-Dコンバータの駆動
●差動入力バッファをもつA-Dコンバータの駆動
●スイッチト・キャパシタ入力を備えたCMOS A-Dコンバータの駆動
●シングルエンドA-Dコンバータの駆動
3-3 DCカップリングにおけるOPアンプによるゲイン設定とレベル・シフト
3-4 差動入力をもつA-Dコンバータの駆動
●トランス結合によるA-Dコンバータの駆動
●差動アンプによるA-Dコンバータの駆動
3-5 過電圧への対処
第4章 A-D/D-Aコンバータの基準電圧
4-1 基準電圧源の利用法
●入力端子での電圧変動
●容量負荷で不安定になる基準電圧源
●基準電圧のローノイズ化
第5章 D-Aコンバータ出力のバッファリング
5-1 一般的考察
5-2 D-Aコンバータ出力のバッファリング回路例
●差動信号をシングルエンドに変換する技法
●シングルエンドの電流-電圧変換
●差動電流-差動電圧変換
●オーディオD-Aコンバータ用アクティブ・ローパス・フィルタ
第5部 センサ信号の処理
第1章 イントロダクション
第2章 ブリッジ回路
2-1 ブリッジ回路の基礎
2-2 ブリッジ出力の増幅とリニアライズ
2-3 離れたところに設置したブリッジを駆動する
2-4 システムのオフセットを最小化する
第3章 歪み，力，圧力，流量の測定
3-1 ストレイン・ゲージ
●半導体ストレイン・ゲージ
3-2 ブリッジの信号を処理する回路
●材料疲労監視用の歪みセンサ・アンプ
●ロード・セル・アンプ
●単電源動作のロード・セル・アンプ
第4章 ハイ・インピーダンス・センサ
4-1 フォト・ダイオード用プリアンプの設計
4-2 プリアンプのオフセット電圧とドリフト解析
●熱電対効果によって発生する電位は入力オフセット電圧源となる
4-3 プリアンプのAC特性の設計と周波数帯域および安定度
4-4 フォト・ダイオード用プリアンプのノイズ解析
●入力ノイズ電圧
●フォト・ダイオード用プリアンプのノイズ特性のまとめ
●出力フィルタによるノイズ低減
●フォト・ダイオード用プリアンプの回路特性のまとめ
4-5 フォト・ダイオード用プリアンプのトレードオフ
●高速フォト・ダイオード用のI-V変換回路における特性補償
●高速フォト・ダイオード用のI-V変換回路に使用するOPアンプの選択
4-6 高速フォト・ダイオード用プリアンプの設計
●高速フォト・ダイオード用プリアンプのノイズ解析
4-7 ハイ・インピーダンス電荷出力型センサ
●低ノイズ電荷増幅器の回路構成
●バイアス電流を少なくするために低い電圧で動作させるピエゾ素子トランスデューサ用アンプ
●ハイドロフォン
●OPアンプの特性比較…JFET対バイポーラ
●pHプローブ用バッファ・アンプ
第5章 温度センサ
5-1 熱電対の原理と冷接点補償
●K型熱電対アンプと冷接点補償器
●シングルチップで構成する熱電対用信号処理回路
5-2 測温抵抗体
5-3 サーミスタ
5-4 半導体温度センサ
●電流/電圧出力温度センサ
●レシオメトリック電圧出力温度センサ
COLUMN 2端子IC温度センサAD590
第3部 特定用途向け増幅器
第1章 計装アンプ
1-1 OPアンプと計装アンプの機能の違い
●計装アンプの定義
●減算器/差電圧アンプ
1-2 計装アンプの回路構成
●2個のOPアンプを使った計装アンプ
●2個のOPアンプを使用する単一電源動作の計装アンプAD627
●3個のOPアンプを使った計装アンプ
●単一電源で動作する精密な複合型計装アンプ
●AD623計装アンプ
1-3 計装アンプの直流誤差とノイズの原因
●直流誤差
●計装アンプのノイズ源
●計装アンプによるブリッジ・アンプの誤差分布の解析
●計装アンプの性能
●計装アンプの過大入力保護
1-4 計装アンプの応用
●計装アンプによるブリッジ・アンプ
●計装アンプとA-Dコンバータのインターフェース
●計装アンプで駆動する電流源
●計装アンプによる離れた負荷の駆動回路
COLUMN ロバート・デムロウによる「OPアンプからデータ・アンプへの技術革新」
第2章 プログラマブル・ゲイン・アンプ
2-1 PGAの設計上の問題
2-2 PGAの応用回路
●ソフトウェアにより設定可能なPGA…AD526
●ローノイズPGA
●D-AコンバータでプログラムするPGA
●差動入力のPGA
●オンチップPGAをもつA-Dコンバータ
第3章 アイソレーション・アンプ
3-1 アナログ・アイソレーションの技術
●3ポート・アイソレータAD210
●モータ制御用のアイソレーション・アンプ
●ポスト・フィルタの付加によるノイズの低減
●2ポート・アイソレータAD215
3-2 ディジタル・アイソレーションの技術
●高速ロジック・アイソレータAD260/261
第4部 データ・コンバータ周辺のOPアンプ
第1章 イントロダクション
1-1 データ・コンバータの動向
第2章 A-D/D-Aコンバータの特性仕様
2-1 A-D/D-Aコンバータの静的特性とDC誤差
2-2 データ・コンバータのノイズ
●データ・コンバータの量子化ノイズ
●A-Dコンバータの入力換算ノイズ
●OPアンプ出力ノイズの計算とA-Dコンバータ入力換算ノイズの比較
2-3 コンバータのダイナミック特性の測定と評価
●SINADとSNRとENOB
●アナログ・バンド幅
●高調波歪み，最大歪みスペクトラム，歪み率，総合歪み+ノイズ
●スプリアス・フリー・ダイナミック・レンジ
●2信号相互変調歪み
第3章 A-Dコンバータ入力の駆動
3-1 OPアンプに求められる主要な特性仕様
3-2 A-Dコンバータを駆動するOPアンプ回路技術
●高分解能ΣΔ型A-Dコンバータの駆動
●マルチプレクサに接続されるOPアンプについての考察
●スケーリング入力を備えた単電源動作のデータ収集用A-Dコンバータの駆動
●バッファ入力を備えたA-Dコンバータの駆動
●差動入力バッファをもつA-Dコンバータの駆動
●スイッチト・キャパシタ入力を備えたCMOS A-Dコンバータの駆動
●シングルエンドA-Dコンバータの駆動
3-3 DCカップリングにおけるOPアンプによるゲイン設定とレベル・シフト
3-4 差動入力をもつA-Dコンバータの駆動
●トランス結合によるA-Dコンバータの駆動
●差動アンプによるA-Dコンバータの駆動
3-5 過電圧への対処
第4章 A-D/D-Aコンバータの基準電圧
4-1 基準電圧源の利用法
●入力端子での電圧変動
●容量負荷で不安定になる基準電圧源
●基準電圧のローノイズ化
第5章 D-Aコンバータ出力のバッファリング
5-1 一般的考察
5-2 D-Aコンバータ出力のバッファリング回路例
●差動信号をシングルエンドに変換する技法
●シングルエンドの電流-電圧変換
●差動電流-差動電圧変換
●オーディオD-Aコンバータ用アクティブ・ローパス・フィルタ
第5部 センサ信号の処理
第1章 イントロダクション
第2章 ブリッジ回路
2-1 ブリッジ回路の基礎
2-2 ブリッジ出力の増幅とリニアライズ
2-3 離れたところに設置したブリッジを駆動する
2-4 システムのオフセットを最小化する
第3章 歪み，力，圧力，流量の測定
3-1 ストレイン・ゲージ
●半導体ストレイン・ゲージ
3-2 ブリッジの信号を処理する回路
●材料疲労監視用の歪みセンサ・アンプ
●ロード・セル・アンプ
●単電源動作のロード・セル・アンプ
第4章 ハイ・インピーダンス・センサ
4-1 フォト・ダイオード用プリアンプの設計
4-2 プリアンプのオフセット電圧とドリフト解析
●熱電対効果によって発生する電位は入力オフセット電圧源となる
4-3 プリアンプのAC特性の設計と周波数帯域および安定度
4-4 フォト・ダイオード用プリアンプのノイズ解析
●入力ノイズ電圧
●フォト・ダイオード用プリアンプのノイズ特性のまとめ
●出力フィルタによるノイズ低減
●フォト・ダイオード用プリアンプの回路特性のまとめ
4-5 フォト・ダイオード用プリアンプのトレードオフ
●高速フォト・ダイオード用のI-V変換回路における特性補償
●高速フォト・ダイオード用のI-V変換回路に使用するOPアンプの選択
4-6 高速フォト・ダイオード用プリアンプの設計
●高速フォト・ダイオード用プリアンプのノイズ解析
4-7 ハイ・インピーダンス電荷出力型センサ
●低ノイズ電荷増幅器の回路構成
●バイアス電流を少なくするために低い電圧で動作させるピエゾ素子トランスデューサ用アンプ
●ハイドロフォン
●OPアンプの特性比較…JFET対バイポーラ
●pHプローブ用バッファ・アンプ
第5章 温度センサ
5-1 熱電対の原理と冷接点補償
●K型熱電対アンプと冷接点補償器
●シングルチップで構成する熱電対用信号処理回路
5-2 測温抵抗体
5-3 サーミスタ
5-4 半導体温度センサ
●電流/電圧出力温度センサ
●レシオメトリック電圧出力温度センサ
COLUMN 2端子IC温度センサAD590